无线肺动脉压力监测系统在慢性心力衰竭中的应用

韩凯月 综述 苏晓灵 刘彤 审校

(1.青海大学研究生院，青海西宁810003；2.青海省人民医院心血管内科，青海西宁810007；3.天津医科大学第二医院心脏科，天津300000)

1 慢性心力衰竭治疗现状

半个世纪以来，药物治疗尤其是血管紧张素转化酶抑制剂、β受体阻滞剂、盐皮质激素受体拮抗剂构成了慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)治疗的黄金三角。尽管如此，局势仍不容乐观，药物仅改善了 20%～30% 的心力衰竭结局。随着伊伐布雷定、LCZ696等新药的问世，未来任重道远。器械治疗方面，其中心脏再同步化治疗(CRT)给CHF患者带来了福音，但同时，CRT治疗也面临巨大的挑战，CRT 最重要的步骤即为将电极插入冠状静脉窦起搏左心室，术中左室导线植入面临的困难主要包括心脏静脉解剖结构异常、膈神经刺激、起搏阈值高和左室导线固定不稳定等。此外，还有植入性血流动力学监测系统，包括右心室压力(Chronicle 装置)、左心房压力(Heart-POD 装置)和无线肺动脉压力监测系统(CMS)。COMPASS-HF研究[1]表明虽然二级事件终点(因心力衰竭恶化住院)的相对风险下降了36%，但心力衰竭一级复合终点的发生率并未降低。HOMOSTASIS研究[2]表明依据左心压力监测数据指导 CHF 患者治疗，可有效提高左室射血分数并改善患者症状及预后，但该装置植入操作相对复杂，对术者要求较高。近来通过CHAMPION临床研究试验表明，CMS指导下的心力衰竭管理可减少CHF患者死亡率、再住院率，改善纽约心功能分级，提高生活质量，且经济、安全性高[3]。

2 CMS系统的组成及工作原理

2007 年Castro 等[4]完成了第一例CHF患者体内CMS植入术，首次证实了CMS管理CHF的可行性。CMS由美国圣犹达公司研制，其组成原件包括植入型无线传感器、电子监测部件及特定的互联网络。其中传感器是一个封装在熔融石英和硅树脂中的密闭电路，其两端有镍钛丝线环，可以自动调节装置的尺寸以适应肺动脉分支直径的大小，有助于传感器在肺动脉分支中位置的固定。传感器不含电池及内部电源，而是由专有外部天线提供的射频信号进行供电。传感器随环境中的压力变化导致电路谐振频率的相关变化。通过天线和电子询问设备测量肺动脉压力，并记录肺动脉压力波形。这些波形被记录在存储器系统中，然后通过电话线传输到互联网数据库。CHF患者无需频繁前往心力衰竭专科门诊调整药物，植入CMS后在家可自行测量，为患者提供了极大的便利。患者在家只需躺在一个包含天线的特制枕头上，一旦CMS开始阅读相关信息，其内部电子部件随即采集音频和视觉信息，从而在整个阅读过程中起到引导患者的作用。一旦患者的相关信号被获取，设备立刻进行一个18 s的读取，读取完成后这些波形和数值被记录在存储器系统中，并且通知患者读数成功。随后，该信息通过电话线传送到特定的互联网数据库。CMS数据库系统允许医生通过安全的Web服务器远程实时访问患者血流动力学数据。该数据库旨在帮助医生和医疗保健提供者根据测得的肺动脉压力为CHF患者制定积极的治疗计划。临床医师登录数据库后，可以调查患者的每日肺动脉压力读数，使之呈现18 s波形和相应的收缩期、舒张期和平均肺动脉压，还可以回顾患者的既往肺动脉压力趋势。每个患者的资料数据库均受到隐私保护。医生根据患者每日传输的肺动脉压力及时进行心力衰竭药物调整变化，避免因随访不及时或症状突然恶化而再次住院。与右心室压力(Chronicle 装置)、左心房压力(Heart-POD 装置)两种装置相比，CMS植入的整体操作更为简单。CMS的植入需在无菌及局麻下完成,首先通过股静脉将 Swan-Ganz 导管置入左或右肺动脉系统行肺动脉造影以确定合适管后被释放。在每个传感器的两端分别有两个铂/铱标记带(总共4个标记带)，插入过程和成像期间在荧光镜下为可视化，并指示传感器的位置，方便进行固定。最后需再次将 Swan-Ganz 导管送至压力传感器附近进行肺动脉压力校零。在植入过程中并未进行术中肝素的治疗，术前服用华法林的患者在术后可继续服用，术前未服用华法林的患者则需在术后每天服用阿司匹林81 mg或325 mg与氯吡格雷75 mg治疗一个月，之后阿司匹林单药维持。术后随访时间分别于术后30 d、60 d、90 d、6个月、9个月、12个月，随访时间直至植入后5年。其中在第60天随访时，需通过右心漂浮导管再次评估传感器的精确性[5-8]。

3 CMS如何指导管理CHF患者

CMS主要是通过调节肺动脉压力来指导心力衰竭药物的调整。CHAMPION试验[9]表明肺动脉压降低与心力衰竭住院率减少有关。肺动脉压越低，心力衰竭住院率减少越明显。从死亡患者尸检分析，心力衰竭患者临终前肺动脉压明显高于CMS规定基线水平。医生根据每日患者传输来的肺动脉压力信息，及时精准地调整心力衰竭药物剂量及频次，最终使患者肺动脉压力控制在目标范围内，除非受肺动脉压降低(例如，症状性低血压、有临床意义的肾功能恶化)的不良临床影响的限制[10]。当肺动脉压降得过低时，医生会减少药物剂量或频率使其回到系统规定的压力基线水准。CMS规定的肺动脉压力目标值为：肺动脉收缩压1 535 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)，肺动脉舒张压820 mm Hg，肺动脉平均压1 025 mm Hg[5,11]。基线药物包括：血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂、β受体阻滞剂、硝酸盐制剂、肼苯哒嗪类、襻利尿剂、噻嗪类利尿剂[9]。其中利尿剂的调整变化是最典型的，CHAMPION试验[5,9,12-13]表明射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)患者，襻利尿剂每天总剂量从基线增加了52.1 mg(等效呋塞米)，对照组仅增加了0.4 mg。研究组HFpEF患者药物剂量调整总共260次，主要涉及襻利尿剂或噻嗪类利尿剂，硝酸盐和肼苯哒嗪剂量调整共33次。射血分数减少的心力衰竭(HFrEF)组比HFpEF组调药更强化[9]。HFrEF患者中药物调节频率类似：总共1 002次的调整，同样主要涉及襻利尿剂或噻嗪类利尿剂，硝酸盐和肼苯哒嗪剂量调节频率共110次。在接受利尿剂调整的患者中，有43%的患者同时接受了血管扩张剂剂量的调整，调整频率仅次于利尿剂。硝酸酯类药物有相似的调节。对HFrEF患者，硝酸酯类药物每天总剂量从基线增加了18.2 mg，对照组仅增加了2.6 mg。通过药物剂量或频次的调节，维持低肺动脉充盈压到底是利尿剂更有效还是血管扩张剂更有效,亦或是血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂或β受体阻滞剂更有效，还有待进一步研究[10]。

4 CMS优势

首先CMS可显著降低CHF住院率。CHAMPION试验一级终点事件表明[9]随访6个月时，对于HFpEF患者，研究组比对照组心力衰竭再住院率减少46%；随访17.6个月时心力衰竭再住院率减少50%。对于HFrEF患者，研究组比对照组心力衰竭再住院率减少26%。大规模临床试验表明CMS引导的心力衰竭管理可显著降低CHF患者的住院率。其次，CMS可改善CHF纽约心功能分级。CHAMPION试验规定为心力衰竭症状和6分钟步行试验作为评定纽约心功能的指标，CHAMPION试验次级试验终点表明[14]随访90 d时，用心力衰竭症状为评价靶点时，血流监测组(n=34)与常规治疗组(n=32)相比，纽约心功能分级改善者分别占61.8%和12.5%；其中纽约心功能改善一级者分别占50.0%和12.5%；纽约心功能改善两级者分别占11.8%和0.0%；心力衰竭发生事件分别是1例和10例。随访90 d时6分钟步行试验中，常规治疗组患者平均仅为3 m，而血流监测组平均为55 m。同时CMS可提高CHF的生活质量。CHAMPION试验[3,15]中所有参与者在植入CMS后分别在基线时、6个月、12个月时进行随访问卷调查，以“EQ-5D-3L”[16]问卷调查进行生活质量的评估，结果表明CMS指导管理下的CHF患者较对照组生活质量有显著提高。此外，CMS成本-效益高。CMS作为一项新技术，尚处于医保报销的早期阶段。相比植入心脏再同步化治疗除颤器(CRT-D)费用为$29 500，心脏再同步化治疗起搏器(CRT-P)植入费用为$20 500，在美国植入CMS所需费用$15 556～$26 704，在此范围内试验证明均是有成本-效益的。试验引入生命质量调整年(QALYS)来作为评估CMS成本-效益的指标，并将随访期限延长到5年，从2008—2013年5年时间，治疗组患者总共花费是$56 974，平均QALYS为2.56，对照组患者总共花费是$52 149，QALYs是2.16。增加的成本-效益率是每QALYs为$12 262[3]。相比其他心力衰竭植入辅助装置，CMS安全性高。在575个植入CMS心力衰竭患者中随访6个月共发生15例严重不良事件，包括8例CMS设备相关并发症，7例手术不良事件。15例事件具体分别为：4例血管相关事件(腹股沟血肿2例、咳血1例+鼻出血1例)，3例与住院与抗凝治疗有关(继发于抗凝治疗的动脉血栓2例+心脏机械瓣膜行抗凝治疗延长住院1例)，2例术前已有房性心律失常者经右心导管植入传感器时加重心律失常，2例发热性疾病，1例在植入右心导管时发现已有肺动脉血栓的存在而给予抗凝治疗，1例心源性休克，1例不典型胸痛，1例系统数据传输失败。尸检表明：装置的电线支撑支架被嵌入动脉壁中，并被成熟且有组织的新内膜覆盖。CHF传感器完全被纤维覆盖，无附壁血栓形成，动脉和传感器的表面被内皮化，98.6%的研究对象无设备及系统相关并发症[5]。

5 CMS的应用现状及展望

美国FDA批准了CMS用于在纽约心功能Ⅲ级的心力衰竭患者(无论HFrEF or HFpEF)的自动血流动力学监测。在2016 ESC指南中，CMS心力衰竭系统作为心力衰竭患者的指导治疗和监测工具被推荐为Ⅱb级证据[10]。心力衰竭治疗将继续是一个有重大经济负担的社会公共卫生问题，随着越来越高的心力衰竭发病率、死亡率、医疗经济负担，需要一个简单、可靠和有效的监测系统，以帮助早期识别和管理恶化的心力衰竭患者。CHF将是逐渐增加的全球问题，加上人口老龄化，沉重的医疗负担将有增无减。CMS在将来可能具有更高的性价比。CMS将CHF管理引向了一个新的方向，这将成为未来治疗的新门户，也是CHF患者治疗的创新之门，对降低CHF总体发病率、死亡率、提高生活质量、降低再住院率具有积极的作用[10]。